摘 要
本文主要針對機(jī)械加工企業(yè)乳化液廢水處理技術(shù)的試驗(yàn)展開了研究，通過結(jié)合具體的試驗(yàn)實(shí)例，對試驗(yàn)部分作了詳細(xì)的介紹說明，并對試驗(yàn)所得的結(jié)果作了闡述和系統(tǒng)的分析，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。
乳化液廢水作為日常生產(chǎn)、制造、加工等過程產(chǎn)生的常見廢水，處理難度較大，若處理不善將乳化液廢水直接排放，將會對水環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。因此，我們必須要重視對乳化液廢水的處理，并需要學(xué)習(xí)及采取有效的技術(shù)做好相應(yīng)的工作。基于此，本文就機(jī)械加工企業(yè)乳化液廢水處理技術(shù)的試驗(yàn)進(jìn)行了探討，相信對有關(guān)方面的需要能有一定的幫助。
1 試驗(yàn)部分
1.1 材料來源及水質(zhì)
以某機(jī)械加工過程產(chǎn)生的廢乳化液為研究對象，廢水呈灰黑色，pH值7.4～8.2，石油類含量:5350～7520mg˙L-1，CODCr:136100～144600mg˙L-1，濁度:2300～2500NTU。
1.2 試驗(yàn)儀器及藥品
試驗(yàn)與分析儀器:JB-3定時(shí)恒溫磁力攪拌器，PHS-3C型數(shù)字PH計(jì)，COD-571-1型消解裝置，COD-571型化學(xué)需氧量測定儀，OIL400紅外分光測油儀，WGZ-2000濁度儀及其它器具。試驗(yàn)與分析藥劑:聚鐵、PAC、PAM、FeSO4˙7H2O、NaOH等為工業(yè)級，30%H2O2、CaCl2、H2SO4等試劑為分析純及以上等級。
1.3 試驗(yàn)工藝流程
試驗(yàn)工藝流程依托危險(xiǎn)廢物處理中心實(shí)際廢水處理工程開展試驗(yàn)研究，試驗(yàn)工藝流程，見圖1。
圖1 試驗(yàn)工藝流程圖
2 結(jié)果與討論
2.1 隔油效果
重力分離法是利用廢水中油脂與水之間相對密度的差異而進(jìn)行分離的方法，將廢水中不溶解的可浮油(包括油膜、油滴)與水分離而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。
為了考察沉降時(shí)間對沉降效果的影響，試驗(yàn)采用了直觀測量法，即選用刻度量筒對不同時(shí)間段上浮的浮油層體積進(jìn)行粗略測量，從而確定除去廢乳化液中浮油的最佳沉降時(shí)間如圖2。由圖2可知，廢乳化液中浮油等其它懸浮物在沉降20min時(shí)已去除大部分，而超過20min去除效果都不太顯著。
圖2 沉降時(shí)間對浮油層厚度的影響
2.2 破乳效果
2.2.1 破乳劑的確定
選用傳統(tǒng)化學(xué)破乳劑聚鐵、PAC、PAM、CaCl2、H2SO4等將其單獨(dú)或組合投加使用，考察不同破乳劑及其組合對破乳效果的影響，破乳效果見表1。
表1 不同藥劑及其組合破乳效果
從上述試驗(yàn)中可以看出，采用凝聚法、復(fù)合法具有較好的破乳效果，破乳后CODCr去除率達(dá)80%以上，濁度去除率達(dá)70%以上，顯著地改善了廢水水質(zhì)，其中PAC+PAM的組合可獲得最佳效果。
2.2.2 pH值對破乳效果的影響
取隔油廢水，調(diào)節(jié)pH值，投加PAC5g˙L-1，快速攪拌1min，再投加0.1‰PAM助凝劑10mL˙L-1，慢速攪拌30s，靜置20min，廢水濁度、CODCr隨pH的變化曲線如圖3。試驗(yàn)表明:pH值的調(diào)整對廢水濁度、CODCr去除率有顯著影響;在pH值8時(shí)，廢水CODCr去除率、濁度去除率均達(dá)到最高分別為89.32%、94.39%。
2.2.3 PAC投加量對破乳效果的影響
取隔油廢水，固定pH值8，改變PAC投加量，其他條件同上，廢水濁度、CODCr去除率與PAC投加量的關(guān)系如圖4。試驗(yàn)表明:在PAC投加量小于8g˙L-1前，廢水的顏色從灰黑色變?yōu)槿榘咨瑒t絮凝不充分，絮凝劑投加量明顯不足;隨絮凝劑投加量的增加，當(dāng)PAC投加量為8g˙L-1時(shí)，產(chǎn)生的絮凝體尺寸變小，上浮性變差，廢水濁度急速降低，濁度去除率達(dá)95.29%，乳化液的絮凝程度達(dá)到最佳效果，此時(shí)COD去除率為91.34%;PAC投加量大于8g˙L-1時(shí)，水樣濁度增大，由于PAC的增加量不能與廢水中更多的顆粒物或懸浮物形成穩(wěn)定的膠體顆粒，破壞了膠體顆粒之間的電荷平衡，使膠體顆粒間不能夠聚集沉降，導(dǎo)致廢水濁度增大.
圖3 pH值對破乳效果的影響
圖4 PAC投加量對破乳效果的影響
2.2.4 PAM投加量對破乳效果的影響
水樣濁度隨PAM投加量的變化曲線如圖5。從圖5可知:隨PAM投加量的增加，廢水中親油性的絮狀物隨之增多，吸附微小的油滴和膠體顆粒，使水中懸浮顆粒及溶解的膠體顆粒逐漸減少;當(dāng)PAM投加量大于10mL˙L-1時(shí)，溶液中陽離子含量增加，膠粒間斥力逐漸增大，破壞了原有膠體的穩(wěn)定性，廢水濁度重新升高。
圖5 PAM投加量對破乳效果的影響
2.3 Fenton氧化效果
Fenton試劑依靠H2O2分解的具有強(qiáng)氧化性的˙OH將大分子或難降解的有機(jī)物氧化成易降解的小分子有機(jī)物，但受到pH、Fe2+、H2O2及反應(yīng)時(shí)間等因素的共同影響。
2.3.1 初始pH對CODCr去除率的影響
取破乳后澄清廢水，在H2O2投加量10mL˙L-1，[H2O2]/[Fe2+]=31，t=30min的條件下進(jìn)行Fenton氧化試驗(yàn)，研究初始pH對COD去除的影響。Fenton氧化后，調(diào)節(jié)水樣pH至7左右，投加PAC混凝劑0.3g˙L-1，攪拌，靜置30min，取上清液測定COD。試驗(yàn)表明pH從1升至3.5左右時(shí)，COD去除率呈直線上升，初始pH值為3.5時(shí)，COD去除效果最佳，這與Fenton試劑的經(jīng)典理論相吻合。pH值偏高或偏低對去除COD都不利。pH值偏高時(shí)，F(xiàn)e2+易形成Fe(OH)*、膠體或Fe2O3無定形沉淀，導(dǎo)致反應(yīng)體系的催化和光化學(xué)活性下降或消失，不利于˙OH的產(chǎn)生。反之，pH值過低時(shí)，H+與˙OH結(jié)合成H2O，亦不利于˙OH的產(chǎn)生及體系的進(jìn)行。
2.3.2 H2O2投加量對COD去除率的影響
H2O2投加量對COD去除率的影響見表2。從表2得出，隨著H2O2投加量不斷增加，COD的去除率先增加后減少。當(dāng)H2O2投加量為12mL˙L-1時(shí)，COD去除率為86.4%。當(dāng)H2O2投加量大于12mL˙L-1時(shí)，COD去除率不增反減，可能是由于在Fe2+投加量一定的條件下，過量投加的H2O2與Fe2+發(fā)生副反應(yīng)將Fe2+氧化成Fe3+，使Fe2+失去了催化功能而導(dǎo)致了˙OH產(chǎn)生量的減少，進(jìn)而影響Fenton反應(yīng)的發(fā)生，導(dǎo)致COD去除率呈下降趨勢。
表2 H2O2投加量對COD去除率的影響
2.3.3 [H2O2]/[Fe2+]對COD去除率的影響
[H2O2]/[Fe2+]比對COD去除率的影響見表3。從表3得出，當(dāng)[H2O2]/[Fe2+]從101降至41，F(xiàn)e2+投加量不斷增加，COD去除率逐步提高，在[H2O2]/[Fe2+]=41時(shí)，COD去除率最高。當(dāng)H2O2]/[Fe2+]<41時(shí)，COD去除率逐漸減低。
表3 [H2O2]/[Fe2+]對COD去除率的影響
2.3.4 反應(yīng)時(shí)間對COD去除率的影響
反應(yīng)時(shí)間是有效控制廢水處理過程管理成本及能耗成本的關(guān)鍵因素，提高廢水處理能力。試驗(yàn)表明隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，COD去除率逐漸升高，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為45min左右時(shí)，去除率最高。
2.4混 凝沉降效果
2.4.1 pH對混凝沉降效果的影響
取最佳條件下，初始pH值3.5、H2O2投加量為12mL˙L-1、[H2O2]/[Fe2+]=4、反應(yīng)時(shí)間45min，F(xiàn)enton氧化后的廢水，調(diào)節(jié)pH值，投加PAC混凝劑0.5g˙L-1，慢速攪拌5min，靜置30min后，取上清液測定COD，見圖6?；炷簆H在8時(shí)，COD去除率最高，符合PAC使用的最佳pH適用范圍。
圖6 混凝液pH值對COD去除率的影響
2.4.2 混凝劑投加量對混凝效果的影響
調(diào)控Fenton氧化后廢水pH值至8，混凝劑投加量與混凝效果的關(guān)系見圖7?；炷齽┩都恿繛?.3g˙L-1時(shí)，混凝沉降效果最佳，COD去除率最高。PAC投加量過低時(shí)，不能獲得較好的混凝沉降效果，過高時(shí)，水樣中發(fā)生再穩(wěn)現(xiàn)象，不但延長了廢水的混凝沉降時(shí)間，同時(shí)使藥劑藥劑、能耗等成本增加。
圖7 混凝劑投加量對COD去除率的影響
2.5 處理后水質(zhì)質(zhì)量
采用隔油-破乳-Fenton氧化-混凝聯(lián)合工藝處理乳化液廢水，出水COD為135mg˙L-1，濁度為26NTU，油含量為1.8mg˙L-1，水質(zhì)質(zhì)量達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)二級標(biāo)準(zhǔn)。
3 結(jié)論
綜上所述，乳化液廢水作為較為有處理難度的常見廢水之一，為了保障水資源環(huán)境免受污染，我們就需要重視并采取有效的技術(shù)對乳化液廢水進(jìn)行處理，以減輕乳化液廢水的污染，從而為水資源環(huán)境起到優(yōu)秀的保護(hù)作用。
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